石墨烯动力电池靠谱吗？它的前景怎么样？

        石墨烯动力电池这个概念纯属炒作！现有电池分类都以迁移的例子来命名的，如锂电池，Na电池，铅酸电池等。愣要说石墨烯电池，估计用石墨烯做的超级电容器倒是可以靠个边。但是，个人认为用作电动汽车

我第一个要排出的就是超级电容器！！电容器是高功率密度的电子元器件，后来在里面加了点电解液，发现竟然有能量密度！于是就把它称之为超级电容器。既有能量又有功率，多牛逼啊！但是，那点能量密度真的是太低了，无论怎么改进，你是无法和电池相比的！

电动汽车，我更关心我充一次电能跑多久，至于我要几秒加速到100迈并没有那么重要！所以，电池才是电动汽车的不二选择！个人观点。

能量密度高的当属二次锂电池，包括锂离子、锂硫和锂空气。能量密度也是前面的小于后面的。石墨烯可以用在其中，主要有导电、存储锂离子和抵御活性材料材料体积膨胀等作用。

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前段时间刚写了一篇综述，发表在Journal of Materials Chemistry A上，感兴趣的可以去看看。标题是《the applications of carbon nanotubes and graphene in advanced rechargeable lithium batteries》,其实最开始的标题没这么平庸，叫the roles of ......，本来就是将这两种最热的碳在能源领域所起到的具体角色，但是其中一个审稿人对这样分类有意见，后面就把标题改平庸了一些。内容没有做大的改变，还比较和石墨烯和碳纳米管究竟哪个好，感兴趣可以去细读一下，基本上他们的作用都讲到了。

接下来要说正文了。

石墨烯的角色有三个：导电：存储锂离子做负极材料和做骨架材料。

1.导电，对于用作电的物质来讲，导电很重要，谁也不想产生了电荷结果导不出去，所以电导率是必须的，现如今很多高容量的活性材料都面临着电导率很差的缺点，像Si,理论高达4200mAh/g，甩石墨烯十条街，但是电导率是真心差啊，所以这个时候石墨烯这种高电导率的物质的加入，真是干柴烈火，一发不可收拾啊。

2.存储，传统石墨的容量为372mAh/g,将石墨剥开原来中间接触不到电解液的，现在能接触到了，容量就自然翻了一番，所以理论上是744mAh，再有点缺陷，上面还能继续存储，能达到1100左右，但是相近原子之间又有排斥作用，所以达不到这个理论值。虽然能储存多了电荷，但是石墨烯类物质很容易在表面生成一层SEI膜，极不稳定，是很大的一个安全隐患，所以很少单独将石墨烯做活性材料的，主要还是复合其他物质。

3.做骨架。石墨烯做骨架，这个骨架的意义就比较广了。因为石墨烯的柔性，所以用来和其他容易在充放电过程中发生体积膨胀和收缩的物质复合，是极好的，又拿Si来举例，充放电过程中的体积膨胀竟然高达300%，这样一张一缩，必然带来电池容量的极大衰减和结构破坏，安全隐患较大，和石墨烯复合，就能让膨胀后的活性物质继续好好的待在石墨烯的怀抱中，继续发光发热，提高循环寿命。

现在对石墨烯的研究，做的最多的也是和其他物质进行复合带来小幅提升。在这里发发牢骚，现在的科研啊，让我一度怀疑其必要性，很多时候，都是这个混混，那个掺掺，不能说没意义，但是总觉得少了一点什么，缺乏科学研究的真正气魄和内涵。我理想的科研，是在别人看到后觉得眼前一亮，而不是“我靠，就这么掺就发文章了”，或者“靠，这不和那几篇差不多吗？”。科研的世界，可外面社会是一样的。在外打拼靠人脉，偶尔拼拼爹。发文章也是经常靠人脉，还得拼老板。在哪儿混都不容易啊。

然而，现在研究做的如此火热，手机电池等还是止步不前，纳米科技带来研究的火热，但是工业化仍然十分遥远。现有研究从目前来看，工艺复杂，成本高，很难工业化。电池技术要突破，我还是希望能够有更加突破性的电池技术。现有的瓶颈，不是一个炒得火热的石墨烯能够解决的。